論文の概要: Early Prediction of Pathological Complete Response to Neoadjuvant Chemotherapy Using Temporal Deep Learning on DWI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26106v1
- Date: Tue, 18 Aug 2026 12:08:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 05:09:55.879524
- Title: Early Prediction of Pathological Complete Response to Neoadjuvant Chemotherapy Using Temporal Deep Learning on DWI
- Title(参考訳): DWIを用いた経時的深層学習によるネオアジュバント化学療法に対する病態完全反応の早期予測
- Abstract要約: 新アジュバント化学療法に対する非反応因子の早期同定は乳癌のタイムリーな治療適応に不可欠である。
本研究は, 拡散強調MRI(DW-MRI)のみをベースラインおよび1次NATサイクル後に取得し, 病的完全反応(pCR)を早期に予測するためのディープラーニングフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.7588690078299699
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Early identification of non-responders to neoadjuvant chemotherapy (NACT) is crucial for timely treatment adaptation in breast cancer. However, many existing predictive models rely on multiparametric magnetic resonance imaging (MRI), late treatment time points, or extensive clinical data, which limits their applicability. This study proposes a deep learning framework for early prediction of pathological complete response (pCR) using only diffusion-weighted MRI (DW-MRI) acquired at baseline and after the first NACT cycle. This framework feeds cropped tumor-centered patches to an EfficientNet-based temporal model that directly learns tumor shape and local tissue characteristics without explicit radiomic feature engineering. The model, trained with 10-fold cross-validation, achieved an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.90 for pCR prediction after one cycle, providing actionable information after a single treatment cycle while avoiding gadolinium administration and reducing dependence on heterogeneous clinical data. By focusing on the baseline-to-first-cycle window instead of later stages, the approach supports earlier escalation or de-escalation of NACT, and its exclusive reliance on DW-MRI facilitates protocol standardization, multi-centre deployment and privacy-preserving data sharing. These results demonstrate that DW-MRI-based deep learning on tumor-centered patches constitutes a minimally invasive, clinically deployable strategy for early pCR prediction, with direct implications for personalized treatment adaptation in neoadjuvant breast cancer therapy.
- Abstract(参考訳): 新アジュバント化学療法(NACT)に対する非反応因子の早期同定は乳癌のタイムリーな治療適応に不可欠である。
しかし、既存の多くの予測モデルは、マルチパラメトリック磁気共鳴イメージング(MRI)、遅延治療時間ポイント、あるいは広範な臨床データに依存しており、適用性は制限されている。
本研究は, 拡散強調MRI(DW-MRI)のみをベースラインおよび1次NATサイクル後に取得し, 病的完全反応(pCR)を早期に予測するためのディープラーニングフレームワークを提案する。
このフレームワークは、収穫した腫瘍中心パッチをEfficientNetベースの時間モデルに供給し、腫瘍の形状や組織の特徴を直接学習する。
10倍のクロスバリデーションでトレーニングしたこのモデルは、1サイクル後のpCR予測において、受信機動作特性曲線(AUC)0.90の領域を達成し、ガドリニウム投与を回避し、異種臨床データへの依存を減らすとともに、単一の治療サイクル後に実行可能な情報を提供した。
後者のステージではなく、ベースラインからファーストサイクルのウィンドウにフォーカスすることで、NACTの早期エスカレーションやデエスカレーションをサポートし、DW-MRIへの排他的依存は、プロトコルの標準化、マルチ中心デプロイメント、プライバシ保護データ共有を促進する。
以上の結果から,腫瘍中心のパッチに対するDW-MRIによる深層学習は早期pCR予測の最小侵襲的,臨床的に展開可能な戦略であり,新アジュバント乳癌治療におけるパーソナライズされた治療適応に直接的な意味があることが示唆された。
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